디지털 트랜지스터는 바이폴라 트랜지스터에 저항을 추가한 것입니다. 통상 바이폴라 트랜지스터 저항 R1 (입력저항) 추가 저항 R2 (EB 간 저항) 추가
■ 저항 R1 에 대하여
ᆞ저항 R1 의 역할 : 입력전압을 전류로 변환하여 트랜지스터의 동작을 안정시킨다.
바이폴라 트랜지스터는 입력 (베이스 단자) 에 IC 등의 전압출력을 연결하여 전압제어로 동작시키면, 동작이 불안정해집니다. IC 와 베이스 단자 간에 저항 (입력저항) 을 삽입하여 전류제어로서 동작시키면 동작을 안정화 할 수 있습니다. (출력전류는 입력전압에 대해 지수 관수적으로 변화하지만, 입력전류에 대해서는 리니어로 변화하기 때문입니다.) 이 입력저항을 내장한 것이 디지털 트랜지스터의 저항 R1 입니다.
입력이 전압인 경우와 전류인 경우의 트랜지스터 동작을 비교하였습니다.
전압 제어 입력 : 에미터 – 베이스 간 전압 VEB
전류 제어 입력 : 베이스 전류 IB
측정 회로도
이론식
입력-출력 특성
입력-출력 특성을 살펴보면 우측의 전류제어에서는 출력이 입력에 대해 리니어로 변화한 것에 비해, 좌측의 전압제어에서는 출력은 입력에 대해 지수 관수적으로 변화한 것을 볼 수 있습니다. 즉, 전압제어에서는 매우 미세한 입력 변화로 출력전류가 크게 변화하게 되어, 동작이 불안정해집니다.
예를 들어 우측 그래프에서는 입력전류가 40μA 에서 80μA 로 2배 변화하였을 때 출력전류는 9mA 에서 18mA 로 2배가 되지만, 좌측 그래프에서는 입력전압이 0.7V 에서 0.8V 로 불과 14% 만이 변화한 것만으로 출력전류가 10mA 에서 70mA 로 7배에 이르게 됩니다. 이로서는 입력전압에 미세한 노이즈가 침입한 것만으로 출력전류가 대폭 변화하게 되어, 실제 사용에는 적합하지 않습니다.
이와 같이 바이폴라 트랜지스터는 전류제어가 안정되므로, IC 의 전압출력을 베이스 전류로 변환하는데 입력저항 R1 이 필요합니다. 디지털 트랜지스터는 이 R1 을 내장하고 있으므로, 부품수나 스페이스 삭감에 적합합니다.
■저항 R2 에 대하여
ᆞ저항 R2 의 역할 : 리크 전류를 흡수하여 오동작을 방지한다.
저항 R2 는 입력측에서 들어오는 리크 전류나 노이즈 등을 GND로 떨어뜨려 트랜지스터의 오동작을 방지합니다.
미비한 전류라면 입력전류는 모두 GND 로 떨어지지만, 입력전류가 커지면 입력전류의 일부가 트랜지스터의 베이스로 유입하기 시작하여, 트랜지스터가 ON 이 됩니다.
입력전류가 작을 때는 모든 입력전류가 GND 로 떨어져, 트랜지스터는 ON 이 되지 않는다. (리크 전류 등으로 오동작 없음)
입력전류가 커지면, 입력전류의 일부가 베이스로 흘러들어가, 트랜지스터가 ON 이 된다. (통상 ON 상태)
